Båtlivet ställer extra höga krav på dina batterier

Transkript

1 El till sjöss

2 Båtlivet ställer extra höga krav på dina batterier De flesta båtar har samma behov av elförsörjning som bilarna. Motorn måste starta och belysning, instrument och radio etc ska förses med energi. Men till skillnad mot bilen kan båten inte bogseras igång. Därför är det säkrast att ha två separata batterisystem, d v s ett batteri för att starta motorn (startbatteri) och ett eller flera batterier för övriga förbrukare (förbrukarbatteri). En annan skillnad är att miljön till sjöss är mycket mer påfrestande för elektriska utrustningar och system. De komponenter som används måste därför uppfylla mycket högre ställda krav när det gäller pålitlighet och skydd. Eftertryck förbjudes TUDOR har givit pålitlig kraft på sjön sedan Det har även inkluderat specialbatterier för såväl marinen som den civila sjöfarten, erfarenheter som givit ovärderlig kunskap vid utvecklingen av dagens Marin- och Fritidsbatterier från TUDOR. TUDOR Fritid och Marin har blivit Nr1 hos många av Europas båt- och husvagnsägare. Dom väljer TUDOR igen och igen och igen... 2

3 10 viktiga punkter vid elinstallation ombord Rita kopplingsschema Beräkna lämpligt Ex visas i figur 6...sid 14 generatorvarv...sid 13 Beräkna totala Beräkna strömbehovet...sid 6 kabelarea...sid 8 Beräkna Installation av batteri och batterikapacitet...sid 6 instrumentpanel mm...sid 7, 9 Batteriseparation Utför kabeldragning/ batterityp och placering...sid 4,7 inkoppling...sid 10 Beräkna generatorstorlek (generatortyp)...sid Funktionsprov 3

4 Bra att veta om batteriseparatorer Med batteriseparatorer menas utrustningar/system som används för att skilja separera t ex startbatteriet från förbrukarbatteriet. Dessa kan vara brytare (manuella), skiljereläer (elektromekaniska) eller dioder (elektroniska). Brytare: Den manuella brytaren skall ha sådana dimensioner att den inte bränns sönder. Lämpliga brytare kan vara t ex: knivströmbrytare eller kraftströmbrytare (batterifrånskiljare). Båda typerna bör klara minst den märkström (A) som anges på generatorn. Skiljerelä: Skiljereläet kopplar in båda batterigrupperna när generatorn laddar och separerar batterigrupperna automatiskt när motorn stoppas, d v s ingen laddning sker. För att vara på den säkra sidan bör skiljereläkontakterna tåla 50 A laddningsström. Se principschemat för ett skiljerelä i fig 1. Diod: Dioden släpper endast igenom ström i ena riktningen och spärrar alltså i andra riktningen. Genom diodens uppbyggnad får man ett spänningsfall över dioden på ca 0,7 V. Storleken på spänningsfallet beror något på diodens storlek. För att kunna använda sig av skiljediod måste spänningsfalet kunna kompenseras, d v s höja regulator-/laddningsspänningen i motsvarande grad. Detta kan enkelt göras om laddningsregulatorn är placerad separat. principschema för diodkoppling visas på fig 1. Det finns även generatorer med inbyggd batteriseparator, typ skiljediod. Används bl a av Volvo-Penta. OBS! Skiljediod kan alltså inte användas i alla laddningssystem p g a kravet på spänningskompensation. OBS! Ett skiljerelä kan inte användas för att koppla ihop batterigrupperna för nödstart av motorn. För detta krävs ett relä som tål startströmmar på A. I ett sådant läge får batterierna i stället skiftas. På marknaden finns flera olika utföranden på skiljereläer. 4

5 Principförslag på batteriinstallationer TUDOR TUDOR M G M = Startmotor A Laddningsgenerator saknas. Batteriet måste separatladdas. Används lämpligen för sommarstugor, husvagnar och mindre motor- och segelbåtar. TUDOR M G TUDOR D Automatisk omkoppling med elektromekaniskt relä. Används för exempelvis husvagnar, medelstora samt stora motor- och segelbåtar. G = Generator = Brytare = Diod B Basutförande med laddningsmöjlighet (bilutförande). Används lämpligen för husvagnar, mindre och medelstora motor- och segelbåtar. TUDOR M G Fig. 1 = Skiljerelä TUDOR TUDOR M G TUDOR E Diod-koppling. Spänningsregulatorinställningen måste härvid ökas med ca 0,7 V. Används för exempelvis husvagnar, medelstora samt stora motor- och segelbåtar. C Manuell omkoppling. Startbatteriet skall endast vara inkopplat under start och under körning. Används lämpligen för husvagnar, medelstora och stora motor- och segelbåtar. 5

6 Räkna ut rätt batterikapacitet Att råka ut för energibrist kan få allvarliga konsekvenser. Ett sätt att undvika detta är att se till att alltid ha tillräcklig batterikapacitet (Ah). Nedanstående tabell visar exempel på beräkning av kapacitetsbehov: Strömförbrukare Förbr. Spänn. Förbr. Förbr. Kap. W : V = A x tid = behov h Ah Kylskåp , ,0 Vattenpump ,5 1 2,5 Länspump ,5 =0,5 1,5 Trimplan ,0 1 8,0 4 st lanternor ,0 4 20,0 Ruffbelysning ,5 4 10,0 Båtvärmare ,0 4 12,0 TV (färg) ,0 3 12,0 Kapacitetsbehov/dygn 126,0 Vid laddning i båtar bör batterifaktor 1,7 användas. Rekommenderad batterikapacitet enligt ovanstående exempel: 126 x 1,7 = 214 Ah, d v s 2 x 61000, 2 x 105 Ah = 210 Ah eller 3 x 57510, 3 x 75 Ah = 225 Ah. 6

7 Batteriets placering och ventilation Batteriets placering är mycket viktig med tanke på bl a knallgas och att elektrolyten består av utspädd svavelsyra. Nedanstående punkter är angivna av Sjöfartsverket (3.520): I båtar godkända för utombordsmotorer med en effekt större än 25 kw (35 hk), samt i båtar som har fast elektrisk installation, ska finnas lämplig plats för batteri. Batteriet ska vara lättåtkomligt placerat och så fastsatt, att det ej kan lossna. Om batteriet är så utfört att elektrolyten kan rinna ut vid stor krängning, ska det placeras i en vätsketät låda av material som är beständigt mot svavelsyra. OBS! Sistnämnda gäller dock icke för TUDOR MARIN som är det enda av Sjöfartsverket godkända batteriet att användas utan skydd. Batterier får inte placeras i samma utrymme som bensintankar eller bensinmotorer. Batteriinstallationer över 200 Ah ska placeras i utrymme som är ventilerat till fria luften. Batteriet ska förses med en lättåtkomlig batterifrånskiljare placerad så nära batteriet som möjligt. Batterifrånskiljaren ska frånskilja alla förbrukare. Gasvarnare, tjuvlarm, värme och automatiska länspumpar får dock kopplas in före batterifrånskiljaren, men ska säkras särskilt. TUDOR:s alla båtbatterier har eller kan förses med ventilation, s k Moll-proppar. TUDOR MARIN-batteriet (75 Ah), vilket är speciellt framtaget för marina ändamål, kan direkt på batteriet förses med ventilationsslang och är dessutom tippsäkert till 90 åt alla håll. Fig 2 visar TUDOR båtbatteri monterat med Moll-proppar och TUDOR MARIN-batteriet. Fig. 2 7

8 Så här beräknar du kabelarean Kabellängd (m) och effektförbrukning (A) är kända. I det illustrerade exemplet skall alltså 7A (d v s 84 W) tas ut över en 5,5 meter lång ledning. Linjen skär kabeldiagrammet i det område där 2,5 mm kabel ska användas. OBS! Tänk på att strömmen skall tillbaka till säkringsdosa resp. minusplint. D v s dubblera avståndet för att få fram rätt kabellängd. Nomogram (för 12 V elsystem) ,8 4,5 3,3 2,6 2,1 1,1 0,7 0, ,5 1,5 1,0 0, När du beräknar kabelarean från batteriet till säkringsdosa gör du i princip på samma sätt men tänk på att du måste addera den teoretiska effekten av samtliga förbrukare som är anslutna till kretsen OBS! För huvudledning från batteri till säkerhetspanel, rekommenderas en ledningsarea 10 mm 2. Ledningarna från instrument och säkerhetspanel ska vara skyddade med säkring enligt följande tabell: Area, mm2säkring, A Area mm2 Säkring, A 1,0 6 6,0 25 1, ,0 35 2, ,0 54 4, ,0 70 Ledning till startmotor ska vara enledare ansluten efter huvudströmbrytaren och förläggas så att den är skyddad mot mekanisk skada. Säkerhetsutrustning som t ex radio, signalhorn, strålkastare o s v som förbrukar mer än 5 A ska säkras individuellt. Lanternor får säkras i en grupp, men bör av säkerhetsskäl säkras var för sig. Belysning ombord får icke säkras högre än 10 A. Vanlig belysning ombord bör vara fördelad på minst två grupper. Kablar/ledningar ska vara flertrådiga och ha isolering av självslocknande material såsom PVC eller motsvarande. 8

9 Vid nyinstallation eller vid komplettering är det viktigt att installationen görs så säker (och enkel) som möjligt, d v s man ska följa normer och krav vad avser kabelmaterial och elutrustning. Nedanstående punkter är att rekommendera: All kabelinstallation och alla elkomponenter förläggs så att de kan bytas ut och att felsökning möjliggörs. Vid installation med systemspänning, märkspänning, av högst 42 V får installation göras enligt följande: Två ledare isolerat, d v s en för + och en för Två ledare med en pol jordad till motorn. Använd aldrig skrovet som återledare vid stål eller aluminiumskrov. Matningen av andra strömförbrukare än de på motorn ska ske via en eller flera centralt placerade el- och säkringspaneler. Det finns idag färdiga paneler av olika utföranden att köpa. Särskild huvudkabel från batterifrånskiljare till säkringspanel/elpanel. El- och säkringspanel Fig. 3 visar exempel på lättåtkomlig placering av eloch säkringspaneler. Fig. 3 9

10 Dra kablarna rätt För att underlätta vid ändring av elsystemet eller vid felsökning kom ihåg att: Kablar ska fästas med klämmor på ett tillfredsställande sätt eller förläggas i rör. Rören ska antingen fästas med klämmor eller plastas in. När du använder rör för kablar, ska dessa monteras så att eventuellt vatten eller kondens kan rinna ut ur rören. Kablar bör monteras så att de kan skyddas mot mekanisk åverkan, vatten olja, bränsle etc. Kablar och elektriska komponenter ska monteras så att de kan bytas ut och att felsökning möjliggörs. Vid ändring av elsystemet, markera omedelbart detta i båtens kopplingsschema. OBS! Direkt inplastning av kablar godkänns inte av Sjöfartsverket. Fig. 4 visar exempel på inkoppling av elektrisk utrustning. 3 + Fig

11 Laddning och laddningssystem Strömförsörjningsproblem vid stillaliggande beror sällan på dåliga batterier eller att batterierna tar laddning dåligt. En vanlig anledning är att båtens laddningssystem och/eller laddningstiden inte är tillräcklig. Normalt är både bensinoch dieselmotorer försedda med växelströmsgeneratorer med tillhörande laddningsregulator. Laddningsregulatorn är inkopplad mellan generatorn och batteriet och tillåter batterispänningen att endast uppgå till ett visst värde, mätt på batteripolerna, se avsnitt Beräkning av kabelarea. För att få maximal laddning ska detta värde vid 12 V system vara mellan 14,0 V och 14,2 V vid en batteritemperatur av 25 C. Laddningsregulatorn ska, inom ett visst område, kunna reglera spänningsvärdet med avseende på temperaturen. Detta är nödvändigt för att vid olika batteritemperaturer åstadkomma maxmal laddning och livslängd på batteriet. Laddningssystemet fungerar på så sätt att batteriet kommer att laddas med en laddningsström som är lika med generatorns märkström (laddningsström) minus övrig förbrukningsström. Upp till regulatorspänningen (14,0 V) tar batteriet emot denna laddningsström, därefter bibehålles konstant spänning (14,0 V) och laddningsströmmen till batteriet kommer därför att gradvis sjunka och att slutligen bli endast någon/några ampere (A). Nedanstående tabell visar ungefärliga värden på laddningstid/laddningsgrad för ett TUDOR MARIN-batteri (75 Ah). Förutsättning laddningstid Inladdade h Ah/% Förbrukad energi: 2,3* 46,0/77 60Ah (3,5Ax17h) 3,0 55,8/93 Laddningsström: 4,0 60,8/101 Konstant max 20 A 5,0 62,8/105 regulatorspänning:14,0 V 6,0 63,8/106 8,0 64,9/108 Temperatur: 25 C 10,0 65,6/109 *Tid tills regulatorspänning har uppnåtts. Forts. nästa uppslag 11

12 Fortsättning Laddning ovh laddningssystem Om regulatorspänningen hade varit 13,4 V hade tiden tills denna uppnåtts endast blivit 1,65 h, d v s 33,0 Ah/55% laddning. Efterson laddningsströmmen därefter kommer att styras ned, förlängs tiden till fulladdning avsevärt. OBS! Ah-verkningsgraden för blybatterier är ca 90%, d v s normalt anses batteriet fulladdat när 115% ladats in. Ovanstående visar att för att få ett 100% laddat batteri krävs många timmars körning med motorn, även med korrekt laddningsspänning. Om man väljer att använda diodseparation är det ett måste att möjlighet finns att kompensera för spänningsfall över diod. Se avsnitt om batteriseparatorer. När det gäller båtens laddningssystem finns ytterligare en mycket viktig faktor att ta hänsyn till, nämligen laddningsregulatorns placering och dess förmåga att hålla rätt regualtorspänning med avseende på batteritemperaturen där batteriet är placerat utanför motorrummet. På nyare generatorer är laddningsregulatorn monterad på generatorns ena gavel vilket kan medföra problem enligt ovan. Om detta skulle orsaka laddningsproblem finns det idag på marknaden olika utrustningar som kan kopplas in mellan laddningsregulator och batteri så att spänningen över batteriet blir 14,0 V 14,2 V. Är laddninsregulatorn separat monterad i motorrummet, kan den flyttas till batteriutrymmet. Om kablarna måste förlängas, måste även kabelarean ökas. Se avsnitt om beräkning av kabelarea. På vissa generatorer med laddningsregulatorn på gaveln kan denna demonteras från generatorn och flyttas till batterilådan. Förutom regulatorspänning och regulatorplacering är det mycket viktigt att utväxlingsförhållandet motor/generator är rätt så att maximal laddning fås vid ekonomifart. Följ motor-/generatortillverkarens rekommendation! Se fig. 5. Att generatorn kommer att få ett högt varvtal vid full gas, skadar inte generatorn, tvärtom så får den bra kylning. 12

13 Fortsättning Laddning ovh laddningssystem På mindre motorer kan det finnas en kombinerad generator/startmotor, d v s en DYNASTART, från engelskans dynamo and starter motor. Om motorn är försedd med Dynastart får du inte koppla in större batteri än vad som är rekommenderat eftersom det då finns risk att Dynastarten blir förstörd. Vid laddning med separat laddare vid tillgång till landström, är det viktigt att observera att vissa enklare laddare kan höja batterispänningen upp till 2,50 V 270 V/cell, d v s på 12 V-system upp till 15 V 16 V. Då gasningsspänningen vid 25 C batteritemperatur är 14,4 V, kommer batteriet vid denna höga spänning att gasa kraftigt. Gasen består av syrgas och vätgas, Knallgas, och bör av säkehetsskäl ledas ut i det fria. Tänk på explosionsrisken. OBS! Om man vid separat laddning med för hög spänning kopplar in t ex elektronisk utrustning kan denna förstöras p g a överspänningen. Fig. 5 visar exempel på strömkurva. Exempel på strömkurva (laddningskurva) för växelströmsgenerator (A) RPM Fig. 5 13

14 Exempel på ett kopplingsschema för en medelstor båt B+ 61 B+ D- 4 SÄKRINGS- OCH MANÖVERPANEL FM- RADIO KOM- RADIO SB BB LOGG AKTER EKLOD TOPP LANTERNOR INSTRUMENT- BELYSNING INSTRUMENT 5 KOMPASS WINDEX PENTRY SALONG KOJ TOA FÖRPIK BELYSNING IN KYL UTRUSTNING PUMP FLÄKT 14

15 När du tar upp båten Batteriet fulladdas. För att förhindra krypströmmar mellan poltapparna (batteriet urladdas) bör batteriet torkas rent. Batteriet kan stå kvar i båten. OBS! I bensindrivna båtar bör batteriet av säkerhetsskäl tas ur båten. Batterikablarna frånkopplas. Elsystemet konserveras lämpligen med fuktdrivande spray. OBS! Ett urladdat batteri fryser redan vid ca 7 C. I fullladdat tillstånd fryser det först vid ca 67 C. Risken för att ett felfritt batteri ska frysa sönder är därför helt obefintligt om det hålls väl laddat. Liten batteriordlista Ackumulatorvatten: Destillerat eller avjoniserat vatten som påfylles vid behov. Amperetimmar Ah: Ampere x tid. Kapacitet, C: Kapacitet mäts i ampertimmar (Ah). Startbatteriets kapacitet, d v s batteriet kan urladdas med en viss konstant ström under 20 timmar till en slutspänning av 1,75 V/cell, vid en batteritemperatur av 25 C. Knallgas: Explosiv blandning av syrgas och vätgas. Laddning-Urladdning: När batteriet tillförs ström laddning och när batteriet belastas urladdning. Självurladdning: I alla blyackumulatorer äger självurladdning rum i vila, under laddning och under urladdning. I nya startbatterier av god kvalitet uppgår självurladdningen till ca 1,5% av den nominella kapaciteten per månad. Självurladdningen är bl a beroende av mängden föroreningar som tillförs batteriet genom påfyllning med vatten samt av temperaturen. Snedbelastning: Separatbelastning av enstaka celler på batteriet eller batteri i flerbatterisystem. 15

16 Viktigt att veta VARNING! Den svavelsyra som finns i batterier, kan orsaka allvarliga frätskador. Om syran kommer i kontakt med ögon, hud, eller kläder skölj med stora mängder vatten. Vid stänk i ögon, kontakta omedelbart läkare. Vätgasen, som alstras av batterier när de är fulladdade eller laddas, är eldfarlig och kan vara explosiv. Montera batterier i ventilerade utrymmen. FÖRBRUKADE BATTERIER. Batterier innehåller bly och frätande svavelsyra. Lämna in det gamla batteriet när du köper nytt. Batterier bör hållas oåtkomliga för barn. Engångsemballage: A (Röd) = Ackumulatorsyra B (Vit) = Ackumulatorvatten C (Vit) = Påfyllningsflaska Ackumulatorvatten, 1 liter Centrallager/Order: TUDOR AB NOL Telefon: Telefax: Stockholm: TUDOR AB (Hämtlager) Tappvägen 38, Bromma Telefon: Telefax: